内容正文:
高二阶段性诊断测试
化学
本试卷满分100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Si-28 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 Sb-122
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 氯吡格雷(R,结构如图所示)是一种血小板聚集抑制剂,可用于预防和治疗心、脑及其他动脉循环障碍疾病。下列有关的说法错误的是
A. 属于烃类衍生物
B. 含有键和键
C. 分子中原子的杂化方式为
D. 最多可消耗
【答案】D
【解析】
【详解】A.烃类衍生物是烃分子中的氢原子被其他原子或原子团取代得到的化合物,该分子除C、H外还含有O、N、S、Cl元素,属于烃类衍生物,A正确;
B.分子中所有单键均为键,苯环、碳碳双键、酯基的碳氧双键中均含有键,因此分子同时含有键和键,B正确;
C.分子中N原子形成3个单键,还存在1对孤电子对,价层电子对数为4,杂化方式为,C正确;
D.题目未指明所处的温度和压强,无法确定气体摩尔体积的数值,不能计算消耗的体积,D错误;
故选 D。
2. 下列化合物中,其核磁共振氢谱有两组峰的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A. 中存在甲基氢、亚甲基氢、羧基氢共3种等效氢,对应三组峰,A错误;
B.对二甲苯结构高度对称,存在苯环上的等效氢、两个甲基上的等效氢共2种等效氢,对应两组峰,B正确;
C. 结构完全对称,所有氢原子均等效,仅对应一组峰,C错误;
D. 中存在甲基氢、亚甲基氢、氨基氢共3种等效氢,对应三组峰,D错误;
故选 B。
3. 在化学用语中,下列说法错误的是
A. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
B. 中共价键的电子云图:
C. 与互为同分异构体
D. 用电子式表示的形成过程:
【答案】C
【解析】
【详解】A.中心S原子的价层电子对数为,VSEPR模型为平面三角形,图示包含1对孤电子对和2对成键电子对,符合结构,A正确;
B.中的共价键为p-p 键,电子云沿键轴对称分布,图示为“头碰头”重叠的键电子云图,B正确;
C.同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物,和是同种元素形成的不同单质,互为同素异形体,不互为同分异构体,C符合题意;
D.为共价单质,两个F原子各提供1个电子形成共用电子对,图示电子式形成过程书写正确,D正确;
故答案选C。
4. 下列有机化合物的分类错误的是
A. 酸类 B. 烃类
C. 醇类 D. 醛类
【答案】A
【解析】
【详解】A.该物质为甲酸苯酯,官能团是酯基,属于酯类,不属于酸类,A错误;
B.该物质为环丁烷,仅由C、H两种元素组成,属于烃类,B正确;
C.该物质的羟基与饱和链烃基直接相连,属于醇类,C正确;
D.该物质含有醛基,属于醛类,D正确;
故选A。
5. 下列有关分子晶体的叙述错误的是
A. 只含有非金属元素的晶体一定是分子晶体
B. 构成分子晶体的微粒是分子
C. 分子晶体熔化时,一般只破坏分子间作用力
D. 分子晶体的熔、沸点与分子内共价键的键能、键长无直接关系
【答案】A
【解析】
【详解】A.只含有非金属元素的晶体不一定是分子晶体,例如仅含非金属元素的NH4Cl属于离子晶体、金刚石属于共价晶体,A错误;
B.分子晶体是分子通过分子间作用力结合形成的晶体,构成微粒为分子,B正确;
C.分子晶体熔化时仅破坏范德华力、氢键等分子间作用力,不会破坏分子内部的共价键,C正确;
D.分子晶体的熔、沸点由分子间作用力的强弱决定,和分子内共价键的键能、键长无直接关系,分子内共价键的键参数主要影响分子的稳定性,D正确;
故选A。
6. 甘蔗含糖量十分丰富,其中蔗糖(结构如图所示)、葡萄糖及果糖的含量可达12%,它们极易被人体吸收利用。下列说法正确的是
A. 和互为同位素
B. 蔗糖能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 蔗糖分子中碳元素含量最高
D. 基态氧原子的核外电子运动状态有5种
【答案】B
【解析】
【详解】A.质子数为1,表述错误,不互为同位素,A错误;
B.蔗糖分子中含有多个醇羟基,可被酸性高锰酸钾氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.蔗糖分子式为,C、H、O元素的质量比为,氧元素质量分数最高,C错误;
D.基态氧原子核外电子总数为8,每个电子的运动状态均不相同,核外电子运动状态共有8种,D错误;
故选B。
7. 电池中一种常见电解质的阴离子的结构如图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同族。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:Z>Y>X>W
B. 最简单氢化物的稳定性:Y>X>W>Z
C. 常温下,单质的氧化性:X>Y>M>W
D. 最高正化合价:Y>Z>W>M
【答案】B
【解析】
【分析】M原子序数最小,且形成4键,则M为C;X形成2键,Z形成6键,且X和Z同族,则X为O,Z为S;原子序数依次增大,则W为N;Y形成1键,则Y为F;因此M、W、X、Y、Z依次为:C、N、O、F、S;
【详解】A.电子层数越多,离子半径越大;电子层数相同,核电荷数越小离子半径越大,简单离子半径:S2->N3->O2->F-,A错误;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,同主族由上而下,金属性增强,非金属性变弱;非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,最简单氢化物的稳定性:HF>H2O>NH3>H2S,B正确;
C.非金属性越强,其单质氧化性越强,常温下,单质的氧化性:F2>O2>N2>C,C错误;
D.氟电负性太强,没有正价,D错误;
故选B。
8. 共用两个或两个以上碳原子的环烃叫桥环烃,桥环烃甲可发生如下反应得到乙,乙是合成某种生长素的重要中间体。下列说法错误的是
A. 甲和乙分子都存在手性碳原子 B. 乙分子中只有一种官能团
C. 该反应属于氧化反应 D. 甲的同分异构体可以是甲苯
【答案】A
【解析】
【详解】A.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;甲乙分子为对称结构,不存在手性碳原子,故A错误;
B.乙分子中只有羧基一种官能团,故B正确;
C.该反应为碳碳双键被重铬酸钾氧化为羧酸的过程,属于氧化反应,故C正确;
D.甲分子含有7个碳、不饱和度为4,则其同分异构体可以是甲苯,故D正确;
故选A。
9. 通过理论计算发现,与发生加成反应时,通过不同的路径都可以生成有机物④,其反应过程及相对能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应物经过渡态2生成中间体发生取代反应
B. 推测物质的稳定性顺序为④>③>②
C. 反应路径1中最大能垒为
D. 催化剂不仅能改变路径还能改变焓变
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应物经过渡态2生成中间体发生的是加成反应,故A错误;
B.能量越低越稳定,推测物质的稳定性顺序为④>③>②,故B正确;
C.反应路径2中最大能垒为,反应路径1中最大能垒为,故C错误;
D.催化剂不能改变焓变,故D错误。
选B。
10. 若某有机物的分子式为,则该有机物满足除含六元环外不含其他环且属于烯烃类的结构有(不考虑立体异构、分子的稳定性)
A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种
【答案】B
【解析】
【详解】首先计算不饱和度:分子式为,不饱和度,题目要求含1个六元环(环的不饱和度为1)且属于烯烃,因此还含1个碳碳双键,无其他环结构,分两类推导:
1. 双键在六元环内:母体为环己烯,环上1个氢被甲基取代,环己烯共有3种等效氢(双键碳上的氢、双键邻位碳上的氢、双键间位碳上的氢),对应3种结构;
2. 双键在环外:双键由环上1个碳原子和环外的亚甲基()碳原子构成,即亚甲基环己烷,仅1种结构;
总计符合要求的结构共种,故答案选B。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 碱性条件下,苯酚与过量的甲醛反应时,可得到2,4,6-三羟甲基苯酚(M,结构如图所示),下列有关M的说法错误的是
A. 可与金属钠反应,也可与氢氧化钠反应
B. 一定条件下,0.1mol M与足量的发生反应,可得到0.1mol的酯类物质
C. 与溶液可发生显色反应
D. 足量的M与碳酸钠溶液反应一定不会生成气体
【答案】B
【解析】
【详解】A.含酚羟基和醇羟基,酚羟基和醇羟基可以与金属钠反应,酚羟基与氢氧化钠反应,A正确;
B.含1个酚羟基和3个醇羟基,0.1mol M与足量的发生反应,可得到0.4mol的酯类物质,B错误;
C.含酚羟基与溶液可发生显色反应,C正确;
D. M中不含羧基,酚羟基与碳酸钠溶液反应,但不会生成气体,D正确;
故选B。
12. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,分子中,所含的氧原子数目为
B. 常温下,3.6 g 分子中,键数目为
C. 等物质的量的和分子中,所含的键数目均为
D. 常温下,60 g 中,所含的键数目为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.标准状况下是固态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,无法得出氧原子数目,A错误;
B.的物质的量为,中为杂化,每个含个键,σ键数目为,B正确;
C.每个、分子都含个键,但题干只说明“等物质的量”,未指明物质的量具体数值,无法计算总键数目,C错误;
D.的物质的量为,是原子(共价)晶体,每个原子与周围个原子形成个键,因此中键数目为,D正确;
故选BD。
13. 下列化学方程式书写错误的是
A. 丙烯的加聚反应:
B. 环己烷在氧气中燃烧的反应:
C. 甲苯与溴的取代反应:
D. 苯与氢气的加成反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.丙烯加聚时碳碳双键断裂,不饱和碳原子相互连接形成聚丙烯,产物结构书写正确,A正确;
B.环己烷在氧气中燃烧方程式正确,B正确;
C.甲苯与溴在催化下发生苯环上的亲电取代反应,溴原子取代苯环上的氢原子,若要取代甲基上的氢原子需要光照条件,该反应产物、条件不匹配,C错误;
D.1 mol 苯与3 mol 氢气在催化剂、加热条件下发生加成反应生成环己烷,反应方程式正确,D正确;
故选C。
14. 锑酸亚铁晶胞如图所示,其晶胞的长为,宽为,密度为,,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 沸点:
B.
C. 锑酸亚铁中与的个数之比:
D. 离子半径:
【答案】BD
【解析】
【分析】首先采用均摊法计算晶胞内各微粒的数目:
位于晶胞顶点和内部,顶点共8个微粒,均摊占比,内部共1个微粒,均摊占比1,故晶胞内的数目为;
位于晶胞棱和内部,棱共8个微粒,均摊占比,故晶胞内的数目为;
有10个位于晶胞内部,4个位于面心,晶胞内的数目为,共12个微粒,均摊占比1,故晶胞内的数目为12。
【详解】A.和均为分子晶体,不存在分子间氢键,相对分子质量越大范德华力越强,沸点越高,相对分子质量小于,故沸点,A正确;
B.该晶胞为正交晶胞,体积为,晶胞总质量为 ,结合密度公式推导得 ,表达式无需开三次根号,B错误;
C.晶胞中Sb个数为4,O个数为12,二者个数比为,C正确;
D.同种元素的阳离子,核电荷数相同,离子电荷越高核外电子数越少,原子核对核外电子吸引作用越强,离子半径越小,故离子半径,D错误;
故选BD。
15. 下列实验操作和现象与结论具有对应关系的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向丙烯醛溶液中滴加溴水,溶液褪色
丙烯醛中含有碳碳双键
B
溴乙烷和NaOH乙醇溶液共热,将产生的气体直接通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色
反应有乙烯生成
C
将花生油与NaOH溶液混合,充分加热后分层消失
花生油在水中的溶解度随温度升高而增大
D
光洁的铜丝灼烧后,铜丝变黑,趁热将其伸入2 mL无水乙醇后,铜丝变红
乙醇具有还原性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳碳双键、醛基都能与溴水反应,向丙烯醛溶液中滴加溴水,溶液褪色,碳碳双键和醛基均能使溴水褪色,不能说明丙烯醛中含有碳碳双键,A项不符合题意;
B.溴乙烷和NaOH乙醇溶液共热,产生的气体中含有乙醇蒸气,乙醇、乙烯都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,高锰酸钾溶液褪色不能说明有乙烯生成,B项不符合题意;
C.将花生油与NaOH溶液混合,充分加热后分层消失,是由于油脂在碱性条件下水解生成了易溶于水的高级脂肪酸钠和甘油,C项不符合题意;
D.光洁的铜丝灼烧后,铜丝变黑,趁热将其伸入2 mL无水乙醇后,铜丝变红说明乙醇具有还原性,将CuO还原为Cu,D符合题意;
故选D。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 从薄荷油中得到一种物质A,与A相关的反应如图所示,回答下列问题:
已知:某化合物同时含有羟基(-OH)和羧基(-COOH),在一定条件下能自身发生缩聚反应。
(1)A~H中,属于烃的有___________(填标号)。
(2)A~H中,能自身发生缩聚反应的有___________(填标号)。
(3)A~H中,含有手性碳原子的化合物有___________个。
(4)G的化学名称为___________。
(5)下列有关F的说法正确的是___________(填标号)。
a.分子式为
b.含羰基、羟基和羧基
c.能发生水解反应
d.所有碳原子一定不位于同一平面上
(6)0.1 mol H在中完全燃烧,最多可消耗___________L(标准状况下)。
【答案】(1)A、H (2)C
(3)4 (4)丙烯酸
(5)ad (6)33.6
【解析】
【分析】物质A在酸性高锰酸钾加热条件下发生氧化反应,断裂双键生成两种氧化产物:链状的B和含异丙基侧链的二元羧酸F;B经氢气加成还原羰基得到C,C 再与 HBr 发生取代反应生成D;C 在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成G,D 在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应可得到E;A在足量氢气、铂催化下,双键全部被加成,得到饱和的环烷烃 H。
【小问1详解】
烃的定义是只含 C、H 两种元素的有机物。由图观察各物质的结构简式可知A~H中,属于烃的有A、H;
【小问2详解】
根据已知知,能自身发生缩聚反应要求分子中同时含有羟基和羧基,故满足条件的物质是C;
【小问3详解】
手性碳:连有 4 个不同基团的饱和碳原子;A~H中,含有手性碳原子的化合物有A、F、C、D共4个;
【小问4详解】
由G的结构简式可知,G的化学名称为丙烯酸;
【小问5详解】
a.由题中F的结构简式可知,F的分子式为,a正确;
b.由F的结构简式可知,F中只含有羧基,b错误;
c.无酯基、卤素原子等可水解基团,F不能发生水解反应,c错误;
d.含有异丙基的饱和碳,四面体结构,无法共面,d正确;
故选ad。
【小问6详解】
由题可知,H的分子式为,燃烧通式:,计算耗氧量:,1 molH耗氧15 mol,0.1 molH耗氧1.5 mol,标况下体积:;
17. 根据所学知识,回答下列问题:
(1)键的极性对物质化学性质有影响,则① ② ③ ④,4种物质酸性由强到弱的顺序是___________(用序号表示)。
(2)一种含镓的药物合成方法如图所示:
①1 mol化合物Ⅰ中含有的σ键的物质的量为___________mol。
②化合物Ⅱ中Ga的配位数为___________,___________。
(3)对羟基苯甲醛( )的沸点比邻羟基苯甲醛( )的沸点高,其原因是___________。
(4)甲胺分子常温常压下是一种无色有强刺激性气味的气体。甲胺极易溶于水除因为它们都是极性分子外,还因为___________。
(5)乙二胺()能与等金属离子形成稳定环状离子,其原因是___________。
(6)具有的醛或酮,在酸或碱的催化作用下,与另一分子醛或酮发生缩合反应,生成一羟基醛或β一羟基酮。以乙醛为例,其过程可表示如下:
请从元素电负性的角度解释第一步加成反应发生的原理:___________。
【答案】(1)②>③>④>①
(2) ①. 17 ②. 6 ③. 1
(3)对羟基苯甲醛分子间形成氢键,而邻羟基苯甲醛形成的是分子内氢键
(4)甲胺与水分子间形成氢键
(5)乙二胺的两个N原子提供孤对电子给金属离子形成配位键生成配离子,配离子空间呈较稳定的五元环状结构
(6)中带部分正电荷,带部分负电荷,而羰基中碳原子带部分正电荷,加成时碳氧双键打开,带部分正电荷的原子和羰基中带部分负电荷的氧原子结合,带部分负电荷的原子和羰基中带部分正电荷的碳原子结合
【解析】
【小问1详解】
对于有机羧酸,当C原子个数相同时,由于吸电子能力:,所以分子中含卤素原子个数越多,酸性越强,所以酸性:②>③>④>①;
【小问2详解】
化合物Ⅰ结构简式,结合共价键的类型可知,1mol化合物Ⅰ中σ键的物质的量为17mol;化合物Ⅱ中与Ga相连的原子有6个,即配位数为6;Ga为+3价,配体为-2价,配体有2个,则x=1;
【小问3详解】
对羟基苯甲醛分子间形成氢键,而邻羟基苯甲醛形成的是分子内氢键,分子间氢键可增大沸点;
【小问4详解】
甲胺与水分子间形成氢键,增大在水中的溶解度;
【小问5详解】
乙二胺的两个N原子提供孤对电子给金属离子形成配位键生成配离子,配离子空间呈较稳定的五元环状结构;
【小问6详解】
中带部分正电荷,带部分负电荷,而羰基中碳原子带部分正电荷,加成时碳氧双键打开,带部分正电荷的原子和羰基中带部分负电荷的氧原子结合,带部分负电荷的原子和羰基中带部分正电荷的碳原子结合;
18. 一氯化苄()具有刺激性气味,不溶于水,可混溶于多数有机溶剂中,是一种重要的化工、医药中间体。某兴趣小组设计的制备一氯化苄并分离出产物的实验装置如图(部分夹持装置已略)。
反应原理为+Cl2+HCl。
副反应:
+Cl2+HCl
+Cl2+HCl
甲苯及一氯化苄的物理性质如下表所示:
物理性质
熔点/℃
沸点/℃
密度/
甲苯
110
0.86
一氯化苄
179
1.10
回答下列问题:
(1)A中发生反应的离子方程式为___________。
(2)恒压滴液漏斗中支管的作用是___________。
(3)仪器D的名称是___________;装置E中冷凝水的进水口为___________(填“a”或“b”)。
(4)该装置的缺陷是___________,指出改进的措施:___________。
(5)若向装置D中加入16.0mL甲苯,反应结束后,混合物经蒸馏,得到产物12.0mL,一氯化苄的产率约为___________(保留3位有效数字)%。
(6)工业上常采用如图所示的流程制备一氯化苄[反应区维持],该流程的优点是___________。
【答案】(1)
(2)平衡压强,使液体顺利流下
(3) ①. 三口烧瓶 ②. a
(4) ①. 缺少尾气处理装置 ②. 在装置F后连接一个盛有氢氧化钠溶液的烧杯
(5)69.8 (6)增大原料的利用率,节约成本
【解析】
【分析】通过恒压滴液漏斗将浓盐酸加入到装有高锰酸钾的圆底烧瓶中,反应制备氯气,通过装置B的饱和食盐水除去氯化氢,再通过装置C干燥后,干燥纯净的氯气进入三口烧瓶中,与甲苯在加热条件下反应制备一氯化苄();
【小问1详解】
A中通过恒压滴液漏斗将浓盐酸加入到装有高锰酸钾的圆底烧瓶中,反应制备氯气,发生反应的离子方程式为;
【小问2详解】
恒压滴液漏斗中支管的作用是平衡压强,使液体顺利流下;
【小问3详解】
根据仪器的构造可知,仪器D的名称是三口烧瓶;冷凝水应下进上出,故装置E中冷凝水的进水口为a;
【小问4详解】
该装置的缺陷是缺少尾气处理装置,改进的措施为:在装置F后连接一个盛有氢氧化钠溶液的烧杯;
【小问5详解】
一氯化苄的产率为;
【小问6详解】
工业上常采用如图所示的流程制备一氯化苄[反应区维持],该流程的优点是增大原料的利用率,节约成本。
19. 过渡元素铁、铜、锌的单质及其化合物在工农业、国防、科技等领域具有广泛应用。回答下列问题:
(1)的熔点为169℃,沸点为334℃,可用于制备纯铁。
①Fe元素位于元素周期表的___________(填“s”“p”“d”或“ds”)区。
②电负性:C___________(填“>”或“<”)O。
③的空间结构为___________。
(2)与稀硫酸反应生成和。铜的晶胞结构如图所示。
①的中心原子的杂化方式为___________。
②铜晶胞在轴方向的投影图是___________(填标号)。
③假设铜晶胞棱长为,铜晶体的密度为,则铜的相对原子质量为( )(设为阿伏加德罗常数的值,用含、、的代数式表示)。
(3)ZnS是一种半导体材料,其晶胞结构如图所示。已知A点的原子坐标参数为,B点的原子坐标参数为,则C点的原子坐标参数为___________。
【答案】(1) ①. d ②. < ③. 平面三角形
(2) ①. ②. A ③.
(3)
【解析】
【小问1详解】
①Fe价电子排布为,最后填充电子进入3d轨道,位于元素周期表d区。②同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,C、O位于第二周期,原子序数C小于O,故电负性C小于O。③中心C原子价层电子对数为3,无孤电子对,空间结构为平面三角形。
【小问2详解】
①中心S原子价层电子对数为4,杂化方式为。②铜晶胞为面心立方结构,沿x轴方向投影时,顶点Cu原子投影到正方形顶点,上下底面和前后侧面的面心Cu原子投影到正方形边中点,左右侧面面心和内部的Cu原子投影到正方形内部,对应投影图为A。③铜晶胞中顶点有8个Cu原子,每个均摊占比,面心有6个Cu原子,每个均摊占比,晶胞内Cu原子总个数为。晶胞体积为,根据密度公式,晶胞质量为,代入得,解得,即铜的相对原子质量为。
【小问3详解】
已知A点原子坐标参数为,B点原子坐标参数为,C点位于晶胞内对应位置,原子坐标参数为。
20. 化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体,其合成路线如图所示,回答下列问题:
已知:常压下,、、均不与热的溶液发生反应。
(1)B中含氧官能团的名称为___________。
(2)C→D的反应类型为___________。
(3)常压下,与热的溶液反应的化学方程式为___________。
(4)A有多种同分异构体,其中符合下列条件的结构有___________种(不考虑立体异构)。
①含有基团
②苯环上只有2个取代基
其中核磁共振氢谱图显示只有4组峰,且峰面积之比为的有机物的结构简式为___________(写1种即可)。
(5)结合所学知识并参考上述合成路线,设计仅以正丙醇为碳源合成的路线__________(无机试剂任选)。
【答案】(1)酯基 (2)取代反应
(3) (4) ①. 9 ②.
(5)
【解析】
【分析】整个合成路线从简单的取代苯乙酸出发,通过一系列反应构建复杂的环状药物中间体:A→B为酯化反应,化合物A含有羧基(−COOH),与甲醇在浓硫酸催化下发生酯化反应,生成酯 B,此步目的是保护羧基,为后续 α-碳原子的烷基化做准备;B→C为α-位取代反应,在有机强碱的作用下,酯基旁边的亚甲基(−CH2−)上的氢原子具有一定酸性,被碱脱去形成碳负离子,先后与碘甲烷(CH3I)和烯丙基溴(H2C=CHCH2Br)发生取代反应;步骤C引入了一个甲基;步骤D引入了一个烯丙基;D→E为还原与成环反应,使用特殊的还原剂和氧化催化剂,将酯基还原并与烯丙基部分发生反应,构建出一个含氧的五元环;E→F为偶联/成环反应,在钯(Pd)配合物的催化下,利用分子内的卤素原子(−Br)与另一个位置发生偶联,最终形成双环结构 F。
【小问1详解】
观察B的结构,原本A中的−COOH变成了−COOCH3,这种由酸和醇脱水形成的结构称为酯基;
【小问2详解】
从C到D的转化中,C分子α-位的氢原子被烯丙基(−CH2CH=CH2)所替换,同时生成了HBr,这种“一个原子或原子团被另一个原子或原子团代替”的反应属于取代反应;
【小问3详解】
E中含有的环状酯(内酯)结构在强碱加热条件下会发生水解,环状酯断开碳氧单键,羰基端变成羧酸钠(−COONa),另一端变成醇羟基(−OH),方程式如下:;
【小问4详解】
①A的结构简式为含有一个苯环、一个溴原子(−Br)、一个氟原子(−F)和一个羧基(−COOH)侧链,总分子式为 C8H6BrFO2,条件①提到的甲酸酯基占用了一个碳、两个氧和一个氢原子,条件②表明苯环上只有2个取代基,已知A分子共有8个碳原子,苯环占用6个,那么剩下的2个碳原子必须分配在两个取代基中,取代基1必然是一个卤素原子,取代基2则必须包含剩下的碳原子、另一个卤素原子以及甲酸酯基,将两个取代基在苯环上的位置进行组合,可以分为以下三类情况(每类都有邻、间、对3种位置):、、总计共9种;
②要使核磁共振氢谱只有4组峰,且比例为 1:1:2:2,分子必须具有高度的对称性,“2:2”信号是对位取代苯环的典型特征,当苯环1,4 位连接不同基团时,环上的2,6位氢对称,3,5 位氢对称,正好形成两组峰,每组2个氢;“1:1”信号代表侧链上的两个氢原子环境也各不相同,一个是甲酸酯基里的H(H−COO−),另一个是连在碳原子上的H(如−CH(Br)−),其结构简式可为;
【小问5详解】
目标分子是一个支链酯,我们可以将其拆解为“酸”的部分和“醇”的部分,根据题干信息,我们需要先做出一个简单的酯,再在α-碳原子上引入支链,具体步骤如下:
第一步:制备原料。由于只有正丙醇,我们需要通过氧化反应得到酸:CH3CH2CH2OHCH3CH2COOH
第二步:制备卤代烃(烷基化试剂)。为了后续在α-位引入丙基,我们需要溴代丙烷:CH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br
第三步:合成基础酯。将丙酸和正丙醇结合:CH3CH2COOH+CH3CH2CH2OH CH3CH2COOCH2CH2CH
第四步:信息迁移。参考题干中B→C或C→D的转化,使用“有机强碱”脱去α-位的氢,再与溴代丙烷反应:CH3CH2COOCH2CH2CH3目标产物
最终路线如下。
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高二阶段性诊断测试
化学
本试卷满分100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Si-28 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 Sb-122
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 氯吡格雷(R,结构如图所示)是一种血小板聚集抑制剂,可用于预防和治疗心、脑及其他动脉循环障碍疾病。下列有关的说法错误的是
A. 属于烃类衍生物
B. 含有键和键
C. 分子中原子的杂化方式为
D. 最多可消耗
2. 下列化合物中,其核磁共振氢谱有两组峰的是
A. B.
C. D.
3. 在化学用语中,下列说法错误的是
A. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
B. 中共价键的电子云图:
C. 与互为同分异构体
D. 用电子式表示的形成过程:
4. 下列有机化合物的分类错误的是
A. 酸类 B. 烃类
C. 醇类 D. 醛类
5. 下列有关分子晶体的叙述错误的是
A. 只含有非金属元素的晶体一定是分子晶体
B. 构成分子晶体的微粒是分子
C. 分子晶体熔化时,一般只破坏分子间作用力
D. 分子晶体的熔、沸点与分子内共价键的键能、键长无直接关系
6. 甘蔗含糖量十分丰富,其中蔗糖(结构如图所示)、葡萄糖及果糖的含量可达12%,它们极易被人体吸收利用。下列说法正确的是
A. 和互为同位素
B. 蔗糖能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 蔗糖分子中碳元素含量最高
D. 基态氧原子的核外电子运动状态有5种
7. 电池中一种常见电解质的阴离子的结构如图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同族。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:Z>Y>X>W
B. 最简单氢化物的稳定性:Y>X>W>Z
C. 常温下,单质的氧化性:X>Y>M>W
D. 最高正化合价:Y>Z>W>M
8. 共用两个或两个以上碳原子的环烃叫桥环烃,桥环烃甲可发生如下反应得到乙,乙是合成某种生长素的重要中间体。下列说法错误的是
A. 甲和乙分子都存在手性碳原子 B. 乙分子中只有一种官能团
C. 该反应属于氧化反应 D. 甲的同分异构体可以是甲苯
9. 通过理论计算发现,与发生加成反应时,通过不同的路径都可以生成有机物④,其反应过程及相对能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应物经过渡态2生成中间体发生取代反应
B. 推测物质的稳定性顺序为④>③>②
C. 反应路径1中最大能垒为
D. 催化剂不仅能改变路径还能改变焓变
10. 若某有机物的分子式为,则该有机物满足除含六元环外不含其他环且属于烯烃类的结构有(不考虑立体异构、分子的稳定性)
A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 碱性条件下,苯酚与过量的甲醛反应时,可得到2,4,6-三羟甲基苯酚(M,结构如图所示),下列有关M的说法错误的是
A. 可与金属钠反应,也可与氢氧化钠反应
B. 一定条件下,0.1mol M与足量的发生反应,可得到0.1mol的酯类物质
C. 与溶液可发生显色反应
D. 足量的M与碳酸钠溶液反应一定不会生成气体
12. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,分子中,所含的氧原子数目为
B. 常温下,3.6 g 分子中,键数目为
C. 等物质的量的和分子中,所含的键数目均为
D. 常温下,60 g 中,所含的键数目为
13. 下列化学方程式书写错误的是
A. 丙烯的加聚反应:
B. 环己烷在氧气中燃烧的反应:
C. 甲苯与溴的取代反应:
D. 苯与氢气的加成反应:
14. 锑酸亚铁晶胞如图所示,其晶胞的长为,宽为,密度为,,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 沸点:
B.
C. 锑酸亚铁中与的个数之比:
D. 离子半径:
15. 下列实验操作和现象与结论具有对应关系的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向丙烯醛溶液中滴加溴水,溶液褪色
丙烯醛中含有碳碳双键
B
溴乙烷和NaOH乙醇溶液共热,将产生的气体直接通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色
反应有乙烯生成
C
将花生油与NaOH溶液混合,充分加热后分层消失
花生油在水中的溶解度随温度升高而增大
D
光洁的铜丝灼烧后,铜丝变黑,趁热将其伸入2 mL无水乙醇后,铜丝变红
乙醇具有还原性
A. A B. B C. C D. D
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 从薄荷油中得到一种物质A,与A相关的反应如图所示,回答下列问题:
已知:某化合物同时含有羟基(-OH)和羧基(-COOH),在一定条件下能自身发生缩聚反应。
(1)A~H中,属于烃的有___________(填标号)。
(2)A~H中,能自身发生缩聚反应的有___________(填标号)。
(3)A~H中,含有手性碳原子的化合物有___________个。
(4)G的化学名称为___________。
(5)下列有关F的说法正确的是___________(填标号)。
a.分子式为
b.含羰基、羟基和羧基
c.能发生水解反应
d.所有碳原子一定不位于同一平面上
(6)0.1 mol H在中完全燃烧,最多可消耗___________L(标准状况下)。
17. 根据所学知识,回答下列问题:
(1)键的极性对物质化学性质有影响,则① ② ③ ④,4种物质酸性由强到弱的顺序是___________(用序号表示)。
(2)一种含镓的药物合成方法如图所示:
①1 mol化合物Ⅰ中含有的σ键的物质的量为___________mol。
②化合物Ⅱ中Ga的配位数为___________,___________。
(3)对羟基苯甲醛( )的沸点比邻羟基苯甲醛( )的沸点高,其原因是___________。
(4)甲胺分子常温常压下是一种无色有强刺激性气味的气体。甲胺极易溶于水除因为它们都是极性分子外,还因为___________。
(5)乙二胺()能与等金属离子形成稳定环状离子,其原因是___________。
(6)具有的醛或酮,在酸或碱的催化作用下,与另一分子醛或酮发生缩合反应,生成一羟基醛或β一羟基酮。以乙醛为例,其过程可表示如下:
请从元素电负性的角度解释第一步加成反应发生的原理:___________。
18. 一氯化苄()具有刺激性气味,不溶于水,可混溶于多数有机溶剂中,是一种重要的化工、医药中间体。某兴趣小组设计的制备一氯化苄并分离出产物的实验装置如图(部分夹持装置已略)。
反应原理为+Cl2+HCl。
副反应:
+Cl2+HCl
+Cl2+HCl
甲苯及一氯化苄的物理性质如下表所示:
物理性质
熔点/℃
沸点/℃
密度/
甲苯
110
0.86
一氯化苄
179
1.10
回答下列问题:
(1)A中发生反应的离子方程式为___________。
(2)恒压滴液漏斗中支管的作用是___________。
(3)仪器D的名称是___________;装置E中冷凝水的进水口为___________(填“a”或“b”)。
(4)该装置的缺陷是___________,指出改进的措施:___________。
(5)若向装置D中加入16.0mL甲苯,反应结束后,混合物经蒸馏,得到产物12.0mL,一氯化苄的产率约为___________(保留3位有效数字)%。
(6)工业上常采用如图所示的流程制备一氯化苄[反应区维持],该流程的优点是___________。
19. 过渡元素铁、铜、锌的单质及其化合物在工农业、国防、科技等领域具有广泛应用。回答下列问题:
(1)的熔点为169℃,沸点为334℃,可用于制备纯铁。
①Fe元素位于元素周期表的___________(填“s”“p”“d”或“ds”)区。
②电负性:C___________(填“>”或“<”)O。
③的空间结构为___________。
(2)与稀硫酸反应生成和。铜的晶胞结构如图所示。
①的中心原子的杂化方式为___________。
②铜晶胞在轴方向的投影图是___________(填标号)。
③假设铜晶胞棱长为,铜晶体的密度为,则铜的相对原子质量为( )(设为阿伏加德罗常数的值,用含、、的代数式表示)。
(3)ZnS是一种半导体材料,其晶胞结构如图所示。已知A点的原子坐标参数为,B点的原子坐标参数为,则C点的原子坐标参数为___________。
20. 化合物F是制备某种改善睡眠药物的中间体,其合成路线如图所示,回答下列问题:
已知:常压下,、、均不与热的溶液发生反应。
(1)B中含氧官能团的名称为___________。
(2)C→D的反应类型为___________。
(3)常压下,与热的溶液反应的化学方程式为___________。
(4)A有多种同分异构体,其中符合下列条件的结构有___________种(不考虑立体异构)。
①含有基团
②苯环上只有2个取代基
其中核磁共振氢谱图显示只有4组峰,且峰面积之比为的有机物的结构简式为___________(写1种即可)。
(5)结合所学知识并参考上述合成路线,设计仅以正丙醇为碳源合成的路线__________(无机试剂任选)。
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